RU2055909C1

RU2055909C1 - Method for smelting steel in martin furnace

Info

Publication number: RU2055909C1
Application number: RU93040975A
Authority: RU
Inventors: К.И. Багрянцев; М.Б. Оржех; Б.Л. Александров
Original assignee: Полное товарищество "Александров и компания - Деймос"
Priority date: 1993-08-17
Filing date: 1993-08-17
Publication date: 1996-03-10

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: method involves loading layer of small lumps of metal scrap onto hearth and heating it through; charging carbonizer, layer of small lumps of steel scrap, lime or limestone; charging remaining portion of burden; melting and refining. Carbonizer is charged into most slow melting zones and lime and limestone are distributed above it. It allows carbon to be assimilated from carbonizer and steel to be obtained without usage of cast iron. Small lumpy steel scrap is heated to liquid phase. Carbonizer used in the process is of 0.1-2.4 fraction. Small lumpy steel scrap is charged in an amount of 5-7% by weight of metal burden. EFFECT: increased efficiency and reduced cost of steel smelting by conducting the process without usage of cast iron. 4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к выплавке стали в мартеновской печи, работающей скрап-процессом. The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to steel smelting in an open-hearth furnace using a scrap process.

Известен карбюраторный способ выплавки стали в мартеновских печах, включающий завалку металлолома, чугуна и шлакообразующих материалов, присадку карбюратора на металлолом двумя горизонтами, при этом весь карбюратор фракции 2,5-7,5 см загружают ниже шлакообразующих материалов [1]
Недостатком этого способа являются: большая продолжительность плавки, сравнительно большой расход топлива и низкая стойкость футеровки в связи с интенсивным износом вспененным высокоокисленным первичным шлаком при всплывании большой массы карбюратора за короткое время. Пенистый шлак затрудняет передачу тепла ванне, что приводит к дополнительному перегреву главного свода и насадок.Known carburetor method of steelmaking in open-hearth furnaces, including the filling of scrap metal, cast iron and slag-forming materials, the addition of carburetor to scrap metal in two horizons, while the entire carburetor fraction 2.5-7.5 cm is loaded below the slag-forming materials [1]
The disadvantage of this method are: a long melting time, a relatively high fuel consumption and low durability of the lining due to the intensive wear of the foamed highly oxidized primary slag when a large mass of carburetor emerges in a short time. Foamy slag makes it difficult to transfer heat to the bath, which leads to additional overheating of the main arch and nozzles.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому эффекту является способ выплавки стали в мартеновской печи, включающий выстилку подины "подушки" из мелкого металлолома и ее прогрев, загрузку карбюратора, мелкого стального лома, извести или известняка, загрузку остальной части шихты, плавление и доводку [2]
Недостатком прототипа является образование устойчивого пенистого шлака с выбросами его из рабочего пространства при всплывании частиц карбюратора. Высокотемпературный режим плавления разрушающе действует на футеровку, наличие пенистого шлака, затягивает продолжительность плавки.The closest in technical essence and the achieved effect is a method of steel smelting in an open-hearth furnace, including lining the bottom of the “pillow” from small scrap metal and heating it, loading a carburetor, small steel scrap, lime or limestone, loading the rest of the charge, melting and lapping [2 ]
The disadvantage of the prototype is the formation of stable foamy slag with its emissions from the working space when floating particles of the carburetor. The high-temperature melting mode has a destructive effect on the lining, the presence of foamy slag delays the duration of the melting.

Задачей изобретения является повышение стабильности процесса плавки путем устранения указанных недостатков. The objective of the invention is to increase the stability of the melting process by eliminating these disadvantages.

При решении этой задачи достигается технический результат, связанный со снижением расхода чугуна вплоть до полного исключения их шихты, уменьшение потерь карбюратора, повышение стойкости футеровки, продолжительности плавки. When solving this problem, a technical result is achieved, associated with a decrease in the consumption of cast iron up to the complete elimination of their charge, a decrease in carburetor losses, an increase in the lining durability, and the duration of melting.

Поставленная задача решается тем, что при выплавке стали в мартеновской печи, предусматривающей загрузку на подину слоя (подушки) из мелкого металлолома, его прогрев, загрузку карбюратора, слоя мелкого стального лома, извести или известняка, загрузку остальной части шихты, плавление и доводку, карбюратор загружается в зоны наиболее медленного плавления шихты, а известняк или известь равномерно распределяют над карбюратором. The problem is solved in that when steel is smelted in an open-hearth furnace, which provides for loading a layer (pillow) of small scrap metal on the bottom, heating it, loading a carburetor, a layer of small steel scrap, lime or limestone, loading the rest of the charge, melting and lapping, a carburetor it is loaded into the zones of the slowest melting of the mixture, and limestone or lime is evenly distributed over the carburetor.

"Подушка" может прогреваться до появления жидкой фазы. The “pillow” can warm up until the liquid phase appears.

Карбюратор может быть загружен фракцией 0,1-2,4 см. Мелкий стальной металлолом, отделяющий карбюратор от известняка или извести и "подушки", может быть загружен массой 5-7 мас. металлошихты. The carburetor can be loaded with a fraction of 0.1-2.4 cm. Fine steel scrap that separates the carburetor from limestone or lime and "pillows" can be loaded with a mass of 5-7 wt. metal charges.

Все известные способы завалки предусматривают равномерное распределение карбюратора по площади пода, что приводит к раннему всплыванию его и вспениванию шлака из-за неравномерного проплавления в объеме шихты, связанному с направленным действием факелом, неравномерным температурным зонам в рабочем пространстве. Через эти проплавленные зоны и происходит выброс карбюратора. All known filling methods provide for uniform distribution of the carburetor over the hearth area, which leads to its early flooding and foaming of slag due to uneven penetration in the charge volume associated with the directed action of the torch, uneven temperature zones in the working space. Through these melted zones the carburetor is ejected.

Исследования показали, что при выплавке стали в мартеновской печи при загрузке карбюратора в зоны более позднего проплавления создаются условия для более длительного контакта карбюратора с расплавом, стекающим на под печи. Для усиления этого эффекта над карбюратором равномерно, без пропусков, рассыпается известняк или известь, которые имеют коэффициент теплопроводности в 40 раз ниже чем у металлолома, что способствует более позднему проплавлению металлошихты в этой зоне. Studies have shown that when steel is melted in an open-hearth furnace, when the carburetor is loaded into the zones of later penetration, conditions are created for a longer contact of the carburetor with the melt flowing down under the furnace. To enhance this effect, limestone or lime, which have a thermal conductivity of 40 times lower than scrap metal, is scattered evenly, without gaps, over the carburetor, which contributes to the later melting of the metal charge in this zone.

Прогрев "подушки" до появления жидкой фазы способствует более раннему усвоению углерода из карбюратора, не приводя при этом к "закозлению" шихты. Warming up the “pillow” until the liquid phase appears promotes earlier absorption of carbon from the carburetor, without leading to a “freezing” of the charge.

Карбюратор может быть загружен в печь фракцией 0,1-2,4 мм, что приводит к наиболее полному усвоению углерода из карбюратора. При фракции менее 0,1 см увеличивается расход карбюратора вследствие уноса. The carburetor can be loaded into the furnace with a fraction of 0.1-2.4 mm, which leads to the most complete assimilation of carbon from the carburetor. When the fraction is less than 0.1 cm, the carburetor consumption increases due to ablation.

При фракции карбюратора более 2,4 см уменьшается реакционная площадь и не приводит к увеличению степени усвоения углерода карбюратора по сравнению с использованием его без разделения на фракции. When the carburetor fraction is more than 2.4 cm, the reaction area decreases and does not lead to an increase in the carbon assimilation rate of the carburetor compared to using it without fractionation.

Мелкий стальной металлолом, отделяющий карбюратор от известняка или извести и "подушки", предпочтительно загружать в количестве 5-7 мас. металлошихты, что приводит к полному растворению карбюратора и своевременному расплавлению разделяющего слоя. Fine steel scrap separating the carburetor from limestone or lime and the "pillow" is preferably loaded in an amount of 5-7 wt. metal charges, which leads to complete dissolution of the carburetor and timely melting of the separating layer.

При массе разделяющего слоя менее 5% от общей массы металлошихты происходит ранее расплавление этого слоя и всплывание неусвоившегося карбюратора, что приводит к вспениванию шлака. При массе, разделяющего слоя более 7% от общей массы металлошихты, приводит к увеличению длительности плавления. When the mass of the separating layer is less than 5% of the total mass of the metal charge, this layer melts earlier and the undigested carburetor floats up, which leads to foaming of the slag. With a mass separating the layer of more than 7% of the total mass of the metal charge, leads to an increase in the duration of melting.

Описываемый способ был реализован в 350-тонной мартеновской печи с основной футеровкой. Выплавлялась сталь различных марок. The described method was implemented in a 350-ton open-hearth furnace with a main lining. Steel of various grades was smelted.

П р и м е р 1. В 350-тонную мартеновскую печь на подину загрузили 30 т мелкого малоуглеродистого лома, который пpогpевали до появления жидкой фазы в течении 7 мин, затем на эту "подушку" загрузили в среднее окно 10 т коксовой мелочи, на которую загрузили 20 т мелкого малоуглеродистого стального лома и 20 т известняка, затем завалили остальные 320 т малоуглеродистого стального лома. В конце периода плавления отбиралась проба на углерод, содержание которого составило 0,67% Доводку проводили по обычной технологии. В результате плавки получили сталь ЗСП. EXAMPLE 1. In a 350-ton open-hearth furnace, 30 tons of small low-carbon scrap were loaded onto a hearth, which was heated until the liquid phase appeared for 7 minutes, then 10 tons of coke breeze were loaded onto this “pillow” in the middle window, which was loaded with 20 tons of small mild steel scrap and 20 tons of limestone, then the remaining 320 tons of mild steel scrap were dumped. At the end of the melting period, a carbon sample was taken, the content of which was 0.67%. Lapping was carried out according to conventional technology. As a result of smelting, steel ZSP was obtained.

П р и м е р 2. В 350-тонную мартеновскую печь на подину загрузили 40 т мелкого малоуглеродистого стального лома, который прогревали до появления жидкой фазы в течении 7 мин, затем на эту "подушку" загрузили в средне окно 7 т коксовой мелочи, на которую загрузили 20 т мелкого малоуглеродистого стального лома и 20 т известняка, затем завалили 280 т остального лома. После прогрева в течение 8 мин во второе окно залили 30 т жидкого чугуна. В конце периода плавления отбиралась проба на углерод, содержание которого составило 0,77. В результате плавки получили сталь 17ГС. PRI me R 2. In a 350-ton open-hearth furnace, 40 tons of small low-carbon steel scrap were loaded onto the bottom of the furnace, which was heated until the liquid phase appeared for 7 minutes, then 7 tons of coke breeze were loaded onto this “pillow”, onto which 20 tons of small mild steel scrap and 20 tons of limestone were loaded, then 280 tons of the remaining scrap were dumped. After heating for 8 minutes, 30 tons of molten iron were poured into the second window. At the end of the melting period, a carbon sample was taken with a content of 0.77. As a result of smelting, 17GS steel was obtained.

Варианты плавок по примерам 1 и 2 с использованием карбюратора различных фракций в пределах: 0,05-0,1; 0,1-2,4; 2,4-7,5 и различной толщиной разделяющего слоя в пределах 3% 6% 9% от массы металлошихты приведены в таблице. Variants of heats according to examples 1 and 2 using a carburetor of various fractions in the range: 0.05-0.1; 0.1-2.4; 2.4-7.5 and different thicknesses of the separating layer within 3% 6% 9% by weight of the metal charge are shown in the table.

Для сравнения технико-экономических данных проводились плавки по технологии прототипа. To compare the technical and economic data, melting was carried out according to the technology of the prototype.

Результаты плавок приведены в таблице. Анализ показывает, что использование описываемой технологии позволяет полностью исключить из завалки чугун или сократить его расход, уменьшить расход мазута на 2 -7 кг/т, повысить часовую производительность на 1-2% повысить степень усвоения углерода из карбюризатора, снизить стоимость шихтовых материалов за счет замены чугуна металлоломом. The results of swimming trunks are given in the table. The analysis shows that the use of the described technology allows you to completely eliminate cast iron from the filling or reduce its consumption, reduce fuel oil consumption by 2-7 kg / t, increase hourly productivity by 1-2%, increase the degree of carbon absorption from the carburetor, and reduce the cost of charge materials due to Replacing cast iron with scrap metal.

Claims

1. METHOD FOR Smelting steel in the open-hearth furnace, including loading on the bottom of a layer of small scrap metal, heating it, loading a carburetor, a layer of small steel scrap, lime or limestone and the rest of the metal charge, melting and lapping, characterized in that the carburetor is loaded into the slowest zones melting the mixture, and lime or limestone is evenly distributed over the carburetor.

2. The method according to p. 1, characterized in that the layer of fine scrap loaded on the bottom is heated until the liquid phase appears.

3. The method according to claim 1, characterized in that the carburetor of fractions of 0.1 - 2.4 cm is loaded.

4. The method according to claim 1, characterized in that the layer of small steel scrap is loaded in an amount of 5 to 7% by weight of the metal charge.